中国西部科技 ２０１ １年０３月（上旬）第１０卷第０７期总第２４０期 究 玉堍 （邯郸欣和电力建设有限公司，河北邯郸０５６０００） 摘要：本文重点介绍、概括了结构试验方法这门课的相关知识点，总体上把握结构试验的相关要点，同时介绍了一些 有关抗震试验和相似性原理的内容。 关键词：工程结构；试验；抗震；相似性原理 ＤＯＩ：１ ０．５９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１ ６７１—６ ９６．２０１ １．０７．０２５ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ＬＵＹｌｕ．ｈｕ （Ｈａｎｄａｎ Ｘｉｎｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏ．，ＬＴＤ，Ｈａｎｄａｎ，Ｈｅｂｅｉ ０５６０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｓｏｍｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｔｈｅｏｒｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；Ｓｅｉｓｍｉｃ；Ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｔｈｅｏｒｙ ｌ 引言 的处理，结构参数识别，结构破坏机制分析，结构性能与承 工程结构试验就是以试验方式测定结构在各种作用下 载力分析，结构安全与健康形态评断等，最后得出试验的结 的相关数据，由此反映结构或构件的工作性能、承载能力 论。 和相应的安全度，为结构的安全使用和涉及理论的建立提 ２．２原理 供重要的依据。 在进行工程结构试验时，为了对结构物或试件在荷载作 ２ 工程结构试验 用下的实际工作有全面的了解，即为了真实而正确的反映结 ２．１分类 构的工作，就要求利用各种仪器设备量测出结构反映的某些 根据不同类型的试验，工程结构试验的目的有所不 参数，从而为分析结构的工作状态提供科学依据。因此在开 同，大体可分为两类：生产性试验和科学研究性试验。生 始试验前，应拟定试验的测试方案，通常包括以下几方面的 产性试验经常是具有直接的生产目的，以实际建筑物或结 内容： （１）按整个试验目的的要求，确定试验测试项目。 构构件为试验鉴定的对象，经过试验对具体结构做出正确 测试项目主要是工程结构在荷载的作用下的各种变形，主要 的技术结论。一般这类性质的试验经常用来解决以下几种 分为两类：一类是反映结构的整体工作状况，如梁的挠度、 问题，例如：对结构设计和施工进行鉴定，判断改建和加 转角、支座偏移等，叫作“整体变形”；另一类是反映结构 固的工程结构的实际承载能力，为工程事故鉴定提供技术 的局部状况，如混凝土的应变、裂缝、钢筋滑移等，叫作 根据，对已建结构进行可靠性试验、推断和估计结构的剩 “局部变形”。（２）按确定的量测项目要求，选择测点的 余寿命，鉴定预置构件产品的质量。科学研究性试验的目 位置。 （３）选择测试仪器和测定方法。拟定的试验测试方 的是：验证结构设计计算的各种假定；通过制定各种设计 案要与试验加载程序密切配合，在拟定测试方案时应该先把 规范，发展新的设计理论，改进设计计算方法；为发展和 结构加载过程可能出现的变形数据计算出来，以便在试验时 推广新结构、新材料以及新工艺提供理论与实践的经验。 能随时与实际观测数据相比较，及时发现问题。同时，这些 例如：验证结构计算理论的假定，为制定或修订设计规范 计算数据对确定仪器型号以及选择仪器的量程和精度等也是 提供依据，为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实 完全必要的。 践经验。工程结构试验包括试验设计、试验准备、试验实 试验的加载方式主要有以下几种： （１）重物加载。在 施和试验分析等主要环节。其中，试验设计是整个结构试 建筑结构试验和检验中重物加载是最经常使用的加载方法之 验中极为重要的并且带有全局性的一项工作，包括的内容 一，是使用容重较大的又容易获得的物质对结构或构件施加 有试件设计、试件加载设计、试验观测设计、试验误差控 荷载的方法。 （２）机械式加载。机械式加载方法就是利用 制措施、试验安全设施……结构试验准备包括试件制作与 简单的机械设备对结构施加荷载，机械式加载对建筑结构可 安装、试验人员组织分工、仪器设备的检测与标定，材料 施加集中荷载。机械式加载的优点是加载机械设备简单可 力学性能的试验与测定等等，结构试验的实施，例如试验 靠，实现加载容易。 （３）气压加载。气压加载是使用压缩 加载，试验反映观测与数据采集，试件变形、裂缝与破坏 空气或高压氮气建筑结构施加均布荷载。压缩空气和高压氮 形态记录等。其次是结构试验分析，试验观测与采集数据 气是通过橡胶气囊给结构施加荷载的，为了提高气囊的试验 收稿日期：２０１１一Ｏ 一Ｏ６修回日期：２０１１一Ｏ１—２５ （下转第７５页） 作者简介：卢玉虎（１９７３一），男，陕西岐山籍，本科，从事建筑施工管理工作。 ５２ 造价低，好施工，便于管理。对于地处伊犁河谷平原、地 下水丰富，且不适合联村供水的村，采用一村、一井、一 设、技设都严格按照基本建设程序履行审批手续。１００万元 以上的单项工程设计，由伊犁州计委、伊犁州改水办初审 后，再上报自治区计委、自治区改水办联合审查；１００万元 塔、一泵、一管的办法解困。对于水源零散，水量较小， 经济相对落后，其它条件都不具备的地方，采取源头蓄水 以下的单项工程设计由伊犁州计委、伊犁州改水办进行审 批，并报自治区计委、自治区改水办备案。审查重点是看 水源是否可靠，技术方案与概算是否合理，自筹资金是否 落实，有无建后管理方案等。 总之，前期工作是做好饮水安全工作的基础和前提， 是工程建设和管理的依据，前期工作扎实与否，直接关系 到工程质量和投资效益。在项目实施中，无论哪个渠道的 的办法，把零散的水源集中起来，保证群众正常用水。对 于山区沟谷两岸地形复杂、人口居住分散的牧区自然村， 地下水较丰富，但难以集中统一供水，就采用手压泵井的 形式分散供水。除了采取以上常规解困途径外，各地还突 破思维定式，大胆引进新技术新工艺来解决群众的饮水困 难，大大提高了农村饮水工程的科技含量，体现了先进生 产力的发展要求。伊宁县曲鲁海水源扩建工程就是一个成 功的范例。为确保水量充足、水质优良，县改水办借鉴托 海反冲洗工程建设的成功经验，拓宽解困思路，先后三次 外出考察后，大胆采用ＬＪＤ型高效重力组合式净水器，进行 地表水净化处理，从而使长期被认为浑浊度大、细菌含量 多的河沟水变成了干净卫生的饮用水。在单项工程设计 上，应该严格按照国家及自治区颁发的有关设计规范、手 册、设计规定和自治区农村饮水工程设计大纲进行设计， 投资、哪种类型的项目，都要严格按照国家计委和水利部 颁布的建设管理办法，抓好项目管理，扎实做好前期工 作。 参考文献： ［１］牛红霞．关于农村饮水安全的几点探讨［Ｊ］．中国西部科 技，２０１０，（１９）． ［２］任伯帜，邓仁建．农村饮用水安全及其对策措施［Ｊ］．中国安全科 学学报，２００８，（０５）． 根据工程建设规模、难易程度、技术要求选择设计单位。 对于建设规模大、技术要求高、总造价在１００万元以上的重 点工程，都要委托具有资质的勘测设计部门设计。造价 １００万元以下、建设规模小、技术难度低的工程，则由具有 ［３］周扬，欧阳峰．农村饮水安全问题与解决对策［Ｊ］．水资源与水 工程学报，２００８，（Ｏ３）． ［４］刘其勇．浅析铜仁市农村饮水安全基本现状及对策［Ｊ］．铜仁职 业技术学院学报，２００７，（０３）． 相应资质的各县市勘测设计单位进行设计。所有工程的初 （上接第５２页） 压力荷载，结构的四周应砌筑支承边 可以用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构 抗震措施等内容。 墙，使结构、支承边墙和地面将气囊包围在其中，达到增 高气体荷载压力的目的。气压加载的另一种方法是抽真 模型试验涉及的内容有很多，模型的类型、模型的材 料、试验条件以及模型的设计等，工程结构模型试验的过 程客观的反映出参与工作的各有关物理量之间的关系。由 空，形成大气压力差实现对结构的均布加载。气压加载适 用于对板壳等大面积的结构物施加均布荷载，其优点是加 卸荷载方便可靠，荷载值稳定易控制。（４）液压加载。液 压加载在建筑结构试验中是理想的加载方法之一，它不但 于模型和原型的相似关系，因此也必然反映出模型和模型 结构相似常数之间的关系，模型设计试验应该遵循这些原 则。 可以对建筑结构物施加静荷载，也可施加动荷载。液压加 载的原理清晰，加载设备操作简单方便、安全可靠，能产 生较大的荷载，而且荷载容易控制，准确稳定，并能实现 组织模型试验和将试验结果应用到原型中一般按照相 似性原理进行，力学相似性原理包括几何相似、运动相似 和动力相似。一般实验中用量纲分析法进行模型设计仅需 明确哪些物理量影响该物理现象以及量测这些物理量的单 位系统的量纲就够了。 多点同步加载，是目前建筑结构试验应用最广，技术先进 的加载方法之一。 ３ 工程结构抗震试验 工程结构抗震的试验方法较多，常用于实验室内的结 构模型抗震试验方法有三种，拟静力法试验、拟动力法试 ４ 结论 工程结构试验的目的归根结底是评定结构性能。其 验和模拟地震振动台试验。工程结构拟静力法试验是目前 在结构（或构件）抗震性能研究中应用最广泛的一种试验 方法。它是以一定的荷载或位移作为控制值对试件进行低 实，不管静力试验还是动力试验，它们到底都是试验，而 不是真正的承载情况。因此，在试验完成后，掌握了一批 正确试验设定条件下所获得的数据，就必然要回答如何进 一周反复加载，以获得结构非线性的荷载一变形特性，故又 称之为“低周反复加载试验”或“恢复力特性试验”。拟 动力试验中采用的数值积分法是线性加速度方法，动力方 程采用的是增量的形式，需要给出刚度矩阵，在弹塑性状 步分析结构性能的问题。我们要研究的问题是，例如， 结构的承载力、抗裂度、变形能力、耗能能力、刚度、破 坏机制等。 参考文献： ［１］李忠献．工程结构试验理论与技术［Ｍ］．天津大学出版社，２００４，３． ［２］杨艳敏，王 勃，朱 坤．建筑结构试验［Ｍ］．化学工业出版 社。２０１０，３． 态下其瞬态（正切刚度）由测量得到。地震模拟振动台可 以很好地再现地震过程和进行人工地震波的试验，是在实 验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接的办法。还 ７５